【文章內(nèi)容簡介】 應(yīng)用中取得了很大的成功 , 但 UASB 的傳質(zhì)過程并不理想 ,進一步提高有機負荷受到了限制。為了使厭氧反應(yīng)器中進水和污泥之間的接觸更加充分 ,導(dǎo)致了第三代厭氧反應(yīng)器的開發(fā)和應(yīng)用。 EGSB 反應(yīng)器實際上是改進的 UASB 反應(yīng)器 ,運行中維持高的上升流速 (6～ 12 m/h) ,使顆粒處于懸浮狀態(tài) ,同時也可以采用較高的反應(yīng)器和采用出水回流以獲得高的攪拌強度 ,從而保證進水與污泥顆粒的充分接觸 ,這樣可獲得比“通常” UASB 反應(yīng)器好的運行結(jié)果。據(jù)楊云龍等人報道 , EGSB 受 SS 的影響較小 ,只要 SS 的沉速 反應(yīng)器內(nèi)的上升流速 (3～ 10 m/h) ,SS 就能通過污泥區(qū)得以去除 ,而 UASB 最大上升流速為 1 m/h ,易受 SS 的影響。但據(jù)左劍惡等人報道 ,EGSB 反應(yīng)器不適合處理含懸浮物的廢水。與 UASB 相比 ,EGSB 對布水系統(tǒng)要求較為寬松 ,但對三相分離器要求則更為嚴格。 HRT為 h ,進水 CODCr為 420～ 3 690 mg/ L時 ,EGSB 反應(yīng)器的 CODCr 去除率能維持在 90. 38 %以上 ,即使是對于 200 mg/ L 左右的超低濃度 ,CODCr去除率也能高達 85 %～ 90 %。因此可考慮采用兩級 EGSB 反應(yīng)器對中等濃度啤酒廢水達標處理。進水 CODCr 450 mg/ L 左右 , HRT 縮短至 0. 7 h時 ,EGSB 反應(yīng)器仍能獲得 84. 96 %的高 CODCr去除率 ,有機負荷高達 30. 21 kg CODCr / (m3 d) 。 與 UASB 反應(yīng)器相比 ,EGSB 反應(yīng)器具有啟動周期短、容積負荷率提高速率快等特點。在 COD 去除率均為 86 %左右時 , EGSB 反應(yīng)器最大容積負荷率達到 g COD L1d1 ,而 UASB 反應(yīng)器的最大容積負荷率僅為 g COD L1d1, EGSB 反應(yīng)器比 UASB 反應(yīng)器有著更高的處理效能。當處理較低濃度 (500～ 1500 mg COD L1) 廢水時 ,EGSB 反應(yīng)器容積負荷率達到 g COD L1d1,CODCr去除率達到 % ,比 UASB 反應(yīng)器具有更高的容積負荷率和 COD 去除率 ,表明了其在處理低濃度廢水方面較好的應(yīng)用前景。 EGSB 反應(yīng)器比 UASB 反應(yīng)器具有更強的抗溫度和進水 pH 值變化的能力 ,且其系統(tǒng)處理效果恢復(fù)也更快。 目前 ,UASB 反應(yīng)器在啤酒廢水處理中已經(jīng)發(fā)揮了重要的作用 ,而作為對 UASB 反應(yīng)器改進的 EGSB反應(yīng)器 ,在處理各種濃度的有機廢水方面有著別的厭氧反應(yīng)器所不可比擬的優(yōu)勢 ,處理范圍更廣 。 同時 ,EGSB 可以采用較大的高徑比 ,占地面積更小 ,投資更省 ,在相同費用下 ,因而更具有市場競爭力。 IC 反應(yīng)器 內(nèi)循環(huán) ( Intenal Circulation , IC) 厭氧反應(yīng)器于 20 世紀 80 年代中期由荷蘭 PAQUES 公司開發(fā)成功 ,被認為是第三代厭氧生化反應(yīng)器的代表工藝之一。 IC 反應(yīng)器實際上是由底部和上部 2 個 UASB反應(yīng)器串聯(lián)疊加而成 ,下部為高負荷區(qū) ,上部為低負荷區(qū) ,利用沼氣上升帶動污泥循環(huán)。 IC 工藝在國外應(yīng)用以歐洲較為普遍 ,國內(nèi)沈陽、上海率先采用了 IC工藝處理啤酒廢水。以沈陽華潤雪花啤酒有限公司采用的 IC 反應(yīng)器為例 ,反應(yīng)器高 16 m ,有效容積 70 m179。 ,處理 CODCr 平均濃度為 4 300 mg/L的啤酒廢水 400 m179。/d ,CODCr去除率穩(wěn)定在 80 % ,容積負荷高達 25～30 kg/(m3 d) 。 研究的主攻方向 (1) 實踐證明 ,厭氧 好氧串聯(lián)工藝在啤酒處理工藝中具有優(yōu)勢 ,是我國啤酒廢水治理工藝采用或整改的方向。同時對啤酒廢水采用清濁分流 ,高濃度廢水采用厭氧 (如 UASB) 工藝預(yù)處理后與低濃度廢水混合進入好氧處理系統(tǒng) ,更易達到環(huán)境效益與經(jīng)濟效益的統(tǒng)一。 (2) 在條件允許的情況下 ,盡可能選用先進的污水治理技術(shù)。同時要充分考慮到工藝、設(shè)備、資金、場地、人員素質(zhì) ,所處地理環(huán)境及氣候條件等因素 ,靈活選擇適宜自己廠家特點的技術(shù)方法。 (3) 對啤酒企業(yè)來說 ,不僅要重視廢水處理工藝技術(shù)本身 ,而且要對處理設(shè)施的運行管理引起足夠的重視。先進科學的管理也可以作為一種技術(shù)作用于工藝本身 ,使其發(fā)揮出應(yīng)有的作用。 五、 主要研究內(nèi)容，需重點研究的問題及解決思路 研究的主要內(nèi)容 ，根據(jù)研究結(jié)果選擇合理設(shè)計工藝線路。 。 ，設(shè)備工藝布置圖等。 重點研究的問題 1 .改造完善主工藝流程，設(shè)計污水處理能力為 2 104m3/d，按重力混凝沉降流程進行設(shè)備設(shè)計配套，滿足污水處理量和回注水質(zhì)的要求。 ，提高藥劑的利用效率；根據(jù)處理水量實現(xiàn)加藥系統(tǒng)的自動控制。 、沉降系統(tǒng)，使除油、沉降分布運行，提高除油、去污處理效果，為后面過濾系統(tǒng)正常運行奠定基礎(chǔ)。 ，提高過濾器的過濾能力，以保證注 水站內(nèi)金屬過濾器進口水質(zhì)，滿足不同區(qū)塊對注水水質(zhì)的要求。 六、 完成畢業(yè)設(shè)計所需具備的工作條件及解決的辦法 （ 1） 查閱文獻資料 ， 利用 計算機搜索最新相關(guān)期刊，書籍； （ 2） 收集有關(guān)物性計算參數(shù)和企業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù) ； （ 3） 使用繪圖軟件 AutoCAD、 CAXA 和繪圖儀 (上機時數(shù)約 60 小時 )； （ 4） 使用 計算工具進行數(shù)學計算，同時使用 Office 辦公軟件編輯畢業(yè)論文 ； （ 5） 工具書 ： 化 學工程手冊 、化工工藝設(shè)計手冊、 化工物性手冊 、英漢漢英化學化工詞匯等 。 七、 工作的主要階段、進度與時間安排 第一階段（ ～ ）： 收集資料，完成開題報告并提交指導(dǎo)老師審閱。 第二階段（ ～ ）： 開題報告答辯、整改及爭議答辯。 第三階段（ ～ ）： 開展設(shè)計并完成設(shè)計一稿 ． 第四階段（ ～ ）： 完成工程圖設(shè)計與工程圖繪制電子版等圖紙文件。 第五階段（ ～ ）： 提交設(shè)計二稿由指導(dǎo)教師對設(shè)計、譯文進行二次修改得第三稿，將三稿的全套資料整理打印裝訂成冊后裝袋，并提交評閱老師評閱。 第六階段（ ～ ）： 制作幻燈片，準備畢業(yè)答辯。 八、 指導(dǎo)教師意見 啤酒廢水處理 工藝 設(shè)計文獻綜述 摘要 ： 本文系統(tǒng)地介紹了近年來國內(nèi)啤酒廢水處理技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀 ,通過調(diào)查分析 ,對目前國內(nèi)應(yīng)用比較廣泛的成熟工藝的優(yōu)缺點進行了介紹 ,并作了簡要的比較和探討 ,最后指出了啤酒廢水處理技術(shù)的應(yīng)用趨勢。分析啤酒生產(chǎn)中廢水產(chǎn)生的環(huán)節(jié)、污染物及主要污染來源 , 并從好氧、厭氧生物處理兩方面介紹了目前我國啤酒廢水的主要處理技術(shù)及應(yīng)用效果。 關(guān)鍵詞 : 啤酒廢水 ； 生化處理； 啤酒廢水； 厭氧處理 ；好氧處理 ；厭氧 好氧工藝 ；進展 啤酒是當今風靡世界最流行的飲料之一 , 早在 4500 年前 , 啤酒就在古埃及問世 , 它略含苦味 , 富含營養(yǎng) , 素有液體面包之稱 , 已被國際營養(yǎng)會議推薦為營養(yǎng)食品之一。近年來 , 隨著人民生活水平的提高 , 我國啤酒消費量急劇增大。我國啤酒廠的噸酒耗水量較大 , 一般為 10～ 20t/ t 啤酒 , 部分廠家可達 8～12t/ t 啤酒 , 廢水排放量接近于耗水量的 90 %。 啤酒廢水的主要特點是 BOD5/CODCr 值高 ,有害無毒 ,可生化性好 ,所以生化法是啤酒廢水處理的首要方法。我國對啤酒廢水在治理技術(shù)上逐漸形成了以生化為主 ,生化和物化相結(jié)合的處理工藝。生化法依其污水凈化原理可分為好氧法和厭氧法兩大類 ,好氧法或厭氧法及其他方法的不同組合就形成了多種啤酒廢水的治理技術(shù)。目前 ,多種工藝被廣泛應(yīng)用于啤酒廢水的處理上 ,但這些工藝本身尚需要進行詳細的技術(shù)經(jīng)濟分析。本文主要對目前啤酒行業(yè)啤酒廢水處理中相對成熟的工藝進行了調(diào)查、歸類、介紹 ,并在分析和比較的基礎(chǔ)上作了較為深入的探討 ,以供參考 1 啤酒廢水的來源及成份 啤酒廢水來自于啤酒生產(chǎn)各工序中的排放 , 大致可分為三類 : 大量的冷卻水， 包括冷凍機冷卻水、熱麥汁冷卻水和發(fā)酵的冷卻水 ，這類廢水基本未受污染。 清洗廢水，如大麥浸漬廢水、大麥發(fā)芽降溫噴霧廢水、清洗生產(chǎn)裝置廢水、漂洗酵母水、洗瓶初期洗滌水、酒罐消毒廢液、巴斯德殺菌噴淋水和地面沖洗水等。這類廢水受到不同程度的有機污染，其中洗麥、浸麥水不僅受到大麥表面污染物的污染，還受到大麥內(nèi)容物的溶解污染，污染物質(zhì)要占大麥重的 %%，導(dǎo)致此廢水為褐色，偏酸性（ pH6） ，即易起泡，有強腐化傾向，并有不良氣味。 沖渣廢水，如麥糟液、冷熱凝固物、酒花糟、剩余酵母、酒泥、濾酒渣和殘堿性洗滌液等。這類廢水中含有大量的懸 浮性固體有機物。工段中將產(chǎn)生麥汁冷卻水、裝置洗滌水、麥糟、熱凝固物和酒花糟。裝置洗滌水主要是糖化鍋洗滌水、過濾槽和沉淀槽洗滌水。此外，糖化過程還要排出酒花糟、熱凝固物等大量懸浮固體。 灌裝廢水，在灌裝酒時，機器的跑冒滴漏時有發(fā)生，還經(jīng)常出現(xiàn)冒酒，使廢水中摻入大量殘酒。另外，噴淋時由于用熱水噴淋，啤酒升溫引起酒瓶內(nèi)壓力上升，“炸瓶”現(xiàn)象時有發(fā)生，致使大量啤酒散在噴淋水中。為防止生物污染，循環(huán)使用噴淋水時需加入防腐劑，因此被更換下來的廢噴淋水含防腐劑成分。 洗瓶廢水，清洗瓶子時先用堿性洗滌液浸泡，然后用壓力水處洗和終洗，瓶子清洗水中含有殘余堿性洗滌劑、紙漿、染料、漿糊、殘酒和泥砂等。堿性洗滌劑要定期更換，更換時若直接排入下水道可使啤酒廢水呈堿性，因此廢堿性洗滌劑應(yīng)先進入調(diào)節(jié)、洗滌裝置進行單獨處理。若將洗瓶廢水的排放液經(jīng)處理后儲存起來用以調(diào)節(jié)廢水的 pH值（啤酒廢水平時呈弱酸性），則可以節(jié)省污水處理的藥劑用量。 排放的啤酒廢水超標項目主要是 COD、 BOD SS、 pH值 4項，從各車間排放的廢水水質(zhì)水量波動量較大。水質(zhì)變幅范圍一般為： pH值 ， 水溫 2025℃，COD10002500mg/L, BOD56001400mg/L,SS200600mg/L,TN3070mg/L屬于濃度有機廢水， BOD5/COD約為 ，可生化性良好。 啤酒廢水中 , 其 COD 和 SS 的主要來源參見表 1所示。 表 1 啤酒廠廢水的主要污染來源 污染來源 COD (mg/L) SS (mg/L) 污染物 麥汁煮沸鍋 210 低 麥汁殘余 過濾槽 9600 2020 糖化醪殘余物 回旋沉淀槽 60000 28000 麥汁和凝固物沉淀 發(fā)酵罐 92020 —— 酵母殘留物和凝固物沉渣等 貯酒罐 80000 —— 酵母殘留物和凝固物沉渣等 硅藻土過濾機 20200 40000 硅藻土、酵母、蛋白質(zhì)沉淀等 清酒罐 4800 —— 啤酒及微細有機殘留物 紙板濾酒機 100 34 啤酒 裝酒機 4200 —— 啤酒 生酒桶洗滌 機 1600 100 啤酒及其他固形物 酒糟干燥機 20200 15000 麥汁及糖化醪殘留物 洗瓶機 (初洗 ) 500 125 啤酒及其它固形物 2 啤酒廢水處理技術(shù) 國內(nèi)外廣泛采用生化處理工藝 ,其中包括好氧生物處理 (活性污泥法 ,生物膜法 ) ,厭氧生物處理 ,好氧與厭氧聯(lián)合生物處理方法。從目前的實施并運行的裝置來看 ,好氧生物處理在國內(nèi)應(yīng)用還是比較廣泛 ,常用的方法是活性污泥法及其改進形式和生物接觸氧化法。 70 年代荷蘭學者 Lettinga 發(fā)展了 UASB 反應(yīng)器 ,隨后又出現(xiàn)了厭氧顆粒污泥膨脹體 ( EGSB) 及厭氧內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器 ( IC) 。厭氧工藝具有高效、節(jié)能、產(chǎn)泥量少、能有效回收能源的優(yōu)點 ,因而得到了迅速發(fā)展。雖然厭氧反應(yīng)器的出水需進一步處理才能達標 ,即需好氧工藝作為后處理單元 ,但厭氧 2好氧組合工藝 在能源日益緊張的今天 ,越來越發(fā)揮出它的優(yōu)勢 ,這將成為未來幾年內(nèi)啤酒廢水處理的主要方法之一。 好氧生物處理 活性污泥法 活性污泥法于 1914 年由英國人 Ardernh 和 Lock2ett 實驗成功 , 在中、低濃度污染物有機廢水處理中 , 其技術(shù)分支較為廣泛 , 也是使用最多 , 運行可靠 ,最為成熟的方法。具有處理效果好、投資較少等優(yōu)點 ,適用于大中城市啤酒廠采用。但是此法在用空氣曝氣時容易產(chǎn)生泡沫 , 造成難以充氧 , 管理不好則易產(chǎn)生污泥膨脹 , 此外還因動力消耗高、占地面積較大等缺點限制了其應(yīng)用。目前 , 國內(nèi)有廣州啤酒廠、珠江啤酒廠、無錫啤酒廠、華都啤酒廠、珠江啤酒廠等。采用活性污泥法處理啤酒廢水 , 廢水 COD 的進水濃度為 1000 ～ 1500mg/ L , 出水為40 ～ 100mg/ L , 去除率 90 %～ 96 % , 運轉(zhuǎn)費 016～ 018 元 / 噸水 (按 1986 計 ) 。其中珠江啤酒廠從比利時引進 TSU ( Two Stage Unitank)兩階段單一槽活性污泥工藝 , 其特點是曝氣與沉淀反復(fù)循環(huán) , 廢水經(jīng)第一段高負載混合曝氣沉淀去除 80 %以上的 BOD5 , 進入第二階段低負載混合曝氣沉淀槽 , 將剩余的 BOD5 進 —步降低 , 最終 BOD5 去除率達到 95 % , 出水達到排放標準。無錫啤酒廠也采用與之類似的